Файл: Кудрявцев И.Ф. Полупроводниковые пленочные электронагреватели в сельском хозяйстве.pdf

щелочных окислов (кислотоупорная синяя 105), а ми­ нимальная — у бесщелочной эмали 332.

вышенных температурах диэлектрические потери обу­ словлены преимущественно потерями сквозной электро­ проводности. Поэтому расчет электрического сопротив­

диэлектрической проницаемости стеклоэмали от темпе­ ратуры необходима для расчета электрической емкости пленочного нагревателя.

I I , Т Е Х Н О Л О Г И Ч Е С К И Е П Р И Е М Ы И З Г О Т О В Л Е Н И Я П Л Е Н О Ч Н Ы Х

НА Г Р Е В А Т Е Л Е Й

1.Изготовление и эмалирование корпуса

Качественное изготовление и внедрение пленочных нагревателей в сельском хозяйстве возможно при на­ ладке серийного производства. Из-за сложности изго­

и выборе материала корпуса следует учитывать техно­ логию изготовления при серийном производстве.

Основные требования, предъявляемые к эмалирован-

27

Лучшей технологией считается изготовление корпуса нагревателя из тонколистовой стали методом холодной штамповки с последующим эмалированием всего кор­ пуса. Она применяется при серийном производстве эма­ лированной посуды, газовых плит, внутренних ванн хо­ лодильников, химической аппаратуры и других эмалиро­ ванных изделий.

Схема технологического процесса изготовления эма­ лированного корпуса нагревателя приведена на рис. 7. Примерно по таким схемам работают цехи заводов по

Рис. 7. Схема технологического процесса изготовления эмалирован­ ного корпуса пленочного нагревателя.

28

изготавливается за одну операцию или несколько опе­ раций штамповки. Способность стали к вытяжке зави­ сит от пластичности, а это достигается высокой сте­ пенью чистоты металла. Содержание неметаллических и газовых включений в .стали должно быть минималь­ ным, а содержание углерода, серы, фосфора и раство­ ренных газов — низким. В листах стали не должно быть расслоений, пузырей, плен, а на их поверхности — царапин, трещин, раковин, вкатанной окалины. Сталь должна обладать равномерной, мелкозернистой струк­ турой. Следует иметь в виду, что изменение состава и свойств стали происходит как при прокате и термооб­ работке листа, так и в процессе изготовления корпуса: При этом неизбежны процессы окисления и обезуглеро­ живания поверхности стали.

Особенности протекания процесса эмалирования на стальной поверхности и тяжелые условия работы стеклоэмалевой изоляции пленочного нагревателя предъяв­ ляют к стал1Г дополнительные требования в части обе­ спечения высокой сплошности эмалевого покрытия.

Сплошность эмалевого покрытия достигается при хо­ рошем смачивании расплавленной эмалью стальной по­ верхности. Это достигается термической обработкой де­ тали для получения на поверхности стали окислов же­ леза определенного-состава и толщины.

Большое содержание углерода и газов в стали, вы­ деляясь из металла во время обжига эмалевого покры­ тия и после охлаждения эмалированного корпуса, на­ рушает сплошность покрытия, вызывает образование пузырей, пор и сколов.

Условиям пригодности стали к глубокой вытяжке и возможности получения качественного эмалевого-покры­ тия удовлетворяет обычная малоуглеродистая сталь. Хо­ рошие результаты дает применение холоднокатанной качественной конструкционной стали марок 08кп и Юкп ГОСТа 914—56, химический состав по ГОСТу 1050—60.

Лучшими по конфигурации и качеству эмалевого покрытия считаются цельноштампованные корпуса. Кор-

29

пус должен иметь плавные переходы. Кривизна поверх­ ности корпуса сложной конфигурации должна иметь как можно больший радиус закругления. Жесткость и меха­ ническая прочность корпуса достигается за счет нане­ сения зыгов и закатки бортов, которые следует по воз­ можности предусматривать в конфигурации нагрева­ теля. •

В большинстве случаев создания электронагрева­ тельных установок с пленочными нагревателями доста­ точная механическая прочность корпуса обеспечивается при толщине металла 0,4—0,8 мм. Нагреватели полу­ чаются легкими, расход металла уменьшается, улуч­ шается качество эмалевого покрытия.

Дополнительную арматуру к корпусу приваривают на точечных и шовных электросварочных машинах до эмалирования. В ряде случаев в конструкции следует предусматривать технологические ушки с отверстиями

Качественное эмалирование корпуса возможно при размерах, не превышающих 100—150 см. В противном случае при температуре обжига 800—900°С тяжелая конструкция корпуса и неравномерность температурного поля в печи приводят к деформации корпуса и непри­ годности его для последующего изготовления пленочного нагревателя.

Процессы штамповки, травления, мойки, нейтрализа­ ции, сушки металлических изделий перед эмалирова­ нием, а также способы изготовления шихты и шликеров эмали, нанесение и обжиг эмалевого покрытия здесь не рассматриваются, так как они освещены в специальной литературе [4]. Также не рассматриваются подробно свойства эмалей, по которым имеется соответствующая литература [2, 4, 8, 9, 12] или рекомендации заводов-из­ готовителей.

Чтобы покрытие было прочным, необходимо приме­ нять эмали с различными коэффицентами термического расширения (низкими для внутренней поверхности, сред­ ними для наружной и высокими для борта — ранта).

Следует учитывать, что эмаль лучше работает на сжатие, чем на растяжение, поэтому для эмалирован-

30

ного корпуса нагревателя коэффициент термического расширения эмалевого покрытия должен быть несколь­ ко больше, чем у металла.

Температура обжига грунтового покрытия должна быть на 40—60°С выше, чем у верхнего эмалевого по­ крытия.

Большое значение для надежной работы пленочного нагревателя имеет термостойкость эмалевого покрытия. Величиной, характеризующей способность эмали про­ тивостоять резким колебаниям температуры, может слу­

берут из табл. 6. Из опыта эксплуатации эмалированных, изделий видно, что на термостойкость покрытия сущест­

0,15 мм.

Для обеспечения необходимых электрических свойств нагревателя эмали выбирают с учетом содержания ще­ лочных окислов в составе. Повышенное содержание ще­ лочных окислов уменьшает допустимую температуру, снижает напряжение питания нагревателя и химическую стойкость эмалевого покрытия, но улучшает сплошность покрытия, уменьшает температуру обжига и стоимость нагревателя.

Химическая устойчивость эмалевого покрытия имеет важное значение для нагревателей, работающих в агрес­ сивной среде, которая встречается во многих отраслях сельского хозяйства. Действие кислоты и щелочей на

31